核殼結(jié)構(gòu)納米粒子及陣列的光學(xué)吸收特性與其在相變材料中的溫度特性研究.pdf

1、核殼納米粒子可以廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域，包括非線性光學(xué)、光化學(xué)轉(zhuǎn)化和納米傳感。通過對一些典型的復(fù)合納米粒子（具有Si或SiC內(nèi)核和Au、Ag、Cu或Al外殼）進(jìn)行數(shù)值計算，探究存在于粒子表面的局部等離子激元共振(LSPR)效應(yīng)對太陽輻射能吸收特性的影響。結(jié)果表明，核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的吸收峰位置受顆粒形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等因素影響會發(fā)生偏移，通過對比發(fā)現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)納米粒子具有與單組分納米顆粒不同的性質(zhì)，其吸收峰的調(diào)節(jié)更具靈活性。除了上述因素

2、的影響，納米顆粒陣列的空間分布對改變吸收峰也起著重要作用。相變材料(PCM)可以用于熱存儲，利用固體和液體之間的相變可以實(shí)現(xiàn)熱能的高效存儲。常見的相變材料(PCM)包括有機(jī)、無機(jī)和共晶材料，石蠟和鹽水合物是PCM的典型選擇。在相變材料中加入不同尺寸、不同材料的納米顆粒，可以提高粒子的太陽能吸收效率，并增強(qiáng)相變材料熱容效率，使得相變材料在較低的儲能溫度下獲得更高的儲熱能力。
　　本文以納米球和納米柱為研究對象，采用基于Maxwell

3、旋度方程的時域有限差分(FDTD)方法，對核殼結(jié)構(gòu)納米粒子及陣列的光學(xué)吸收特性與其在相變材料中的溫度特性進(jìn)行了計算和分析。第一章介紹了論文課題的研究背景及意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等。第二章針對Mie散射理論，介紹了包括Mie散射理論的概念，散射系數(shù)的推導(dǎo)和吸收效率因子、散射效率因子的計算等;而后重點(diǎn)介紹了時域有限差分(FDTD)方法，包括麥克斯方程、離散差分方程、數(shù)值穩(wěn)定性以及PML邊界層和周期性邊界等方面。第三章分析了單組分納米球和納米柱